Parasto TaC pārklāto grafīta detaļu sagatavošanas metode

DAĻA/1
CVD (ķīmiskās tvaiku pārklāšanas) metode:
Pie 900-2300 ℃, izmantojot TaCl₅un CnHm kā tantala un oglekļa avoti, H₂ kā reducējošā atmosfēra, Ar₂as nesējgāze, reakcijas nogulsnēšanās plēve. Sagatavotais pārklājums ir kompakts, viendabīgs un augstas tīrības pakāpes. Tomēr ir dažas problēmas, piemēram, sarežģīts process, dārgas izmaksas, sarežģīta gaisa plūsmas kontrole un zema nogulsnēšanās efektivitāte.
DAĻA/2
Vircas saķepināšanas metode:
Suspensija, kas satur oglekļa avotu, tantala avotu, disperģētāju un saistvielu, tiek pārklāta uz grafīta un pēc žāvēšanas tiek saķepināta augstā temperatūrā. Sagatavotais pārklājums aug bez regulāras orientācijas, ir zemas izmaksas un ir piemērots liela apjoma ražošanai. Vēl ir jāizpēta, kā panākt vienmērīgu un pilnīgu pārklājumu uz liela grafīta, novērst atbalsta defektus un uzlabot pārklājuma savienošanas spēku.
DAĻA/3
Plazmas izsmidzināšanas metode:
TaC pulveris tiek izkausēts ar plazmas loku augstā temperatūrā, ar ātrgaitas strūklu izsmidzina augstas temperatūras pilienus un izsmidzina uz grafīta materiāla virsmas. Ir viegli izveidot oksīda slāni bez vakuuma, un enerģijas patēriņš ir liels.

 

attēls . Vafeļu paliktnis pēc lietošanas GaN epitaksiāli audzētā MOCVD ierīcē (Veeco P75). Kreisajā pusē esošais ir pārklāts ar TaC, bet labajā pusē - ar SiC.

Ar TaC pārklājumugrafīta daļas ir jāatrisina

DAĻA/1
Saistošais spēks:
Termiskās izplešanās koeficients un citas fizikālās īpašības starp TaC un oglekļa materiāliem ir atšķirīgas, pārklājuma saistīšanas izturība ir zema, ir grūti izvairīties no plaisām, porām un termiskā sprieguma, un pārklājumu ir viegli nolobīt faktiskajā atmosfērā, kas satur puvi un atkārtots celšanās un dzesēšanas process.
DAĻA/2
Tīrība:
TaC pārklājumsir jābūt īpaši augstas tīrības pakāpes, lai izvairītos no piemaisījumiem un piesārņojuma augstas temperatūras apstākļos, un ir jāvienojas par efektīvajiem satura standartiem un raksturojuma standartiem brīvam oglekļa un raksturīgo piemaisījumu virsmai un iekšpusei pilna pārklājuma.
DAĻA/3
Stabilitāte:
Augstas temperatūras izturība un ķīmiskās atmosfēras izturība virs 2300 ℃ ir vissvarīgākie rādītāji, lai pārbaudītu pārklājuma stabilitāti. Caurumi, plaisas, trūkstošie stūri un vienas orientācijas graudu robežas viegli var izraisīt korozīvu gāzu iekļūšanu un iekļūšanu grafītā, kā rezultātā pārklājuma aizsardzība sabojājas.
DAĻA/4
Oksidācijas izturība:
TaC sāk oksidēties līdz Ta2O5, kad tas ir virs 500 ℃, un oksidācijas ātrums strauji palielinās, palielinoties temperatūrai un skābekļa koncentrācijai. Virsmas oksidēšanās sākas no graudu robežām un maziem graudiņiem un pakāpeniski veido kolonnveida kristālus un šķeltus kristālus, kā rezultātā veidojas liels skaits spraugu un caurumu, un skābekļa infiltrācija pastiprinās, līdz pārklājums tiek noņemts. Iegūtajam oksīda slānim ir slikta siltumvadītspēja un dažādas krāsas.
DAĻA/5
Viendabīgums un raupjums:
Nevienmērīgs pārklājuma virsmas sadalījums var izraisīt lokālu termiskā stresa koncentrāciju, palielinot plaisāšanas un plaisāšanas risku. Turklāt virsmas raupjums tieši ietekmē pārklājuma un ārējās vides mijiedarbību, un pārāk liels raupjums viegli izraisa palielinātu berzi ar plāksni un nevienmērīgu termisko lauku.
DAĻA/6
Graudu izmērs:
Viendabīgais graudu izmērs palīdz nodrošināt pārklājuma stabilitāti. Ja graudu izmērs ir mazs, saite nav cieša, un tā ir viegli oksidējama un korozija, kā rezultātā graudu malās veidojas liels skaits plaisu un caurumu, kas samazina pārklājuma aizsargspējas. Ja graudu izmērs ir pārāk liels, tas ir salīdzinoši raupjš, un pārklājums ir viegli atslāņojas termiskā stresa ietekmē.